2) удвоение клетки
3) изменение группы генов (+)
4) удвоение органел клетки
Генная мутация представляет собой стабильное изменение последовательности ДНК, затрагивающее отдельный ген, его регуляторную область или, при более крупных перестройках, несколько соседних генов. Поэтому отмеченный вариант отражает правильный принцип: изменяется генетический материал. В строгой терминологии формулировку изменение группы генов целесообразно уточнять как изменение одного либо нескольких генов, а также их структуры или экспрессии.
Мутации возникают вследствие ошибок репликации и репарации ДНК, воздействия физических и химических мутагенов, а также некоторых биологических факторов. Основные варианты таких изменений — замена нуклеотида, вставка или выпадение фрагмента ДНК, нарушение сплайсинга и изменения регуляторных участков. Они могут приводить к синтезу дефектного белка, утрате его функции, появлению аномальной активности либо не иметь фенотипического проявления.
Удвоение клетки относится к процессам клеточного цикла и пролиферации, уменьшение клеточного содержимого — к морфологическим изменениям, а удвоение органелл — к внутриклеточной адаптации или биогенезу органелл. Эти явления сами по себе не определяют мутацию. Для подтверждения генетического изменения применяют ПЦР, секвенирование, анализ вариаций числа копий, цитогенетические методы; клиническую значимость варианта оценивают с учетом его типа, частоты в популяции, функциональных данных и семейного анализа.
| Вариант генетического изменения | Молекулярная основа | Типичный результат | Основные методы выявления |
|---|---|---|---|
| Точечная мутация | Замена одного нуклеотида | Синонимическая, миссенс- или нонсенс-замена; возможна утрата функции белка | ПЦР с аллель-специфическими праймерами, секвенирование |
| Инсерция или делеция | Вставка или выпадение одного либо нескольких нуклеотидов | Сдвиг рамки считывания, преждевременная остановка трансляции, укороченный белок | Секвенирование, фрагментный анализ, ПЦР |
| Изменение сплайсинга или регуляторной области | Повреждение участков, контролирующих созревание РНК или транскрипцию | Аномальная матричная РНК, снижение или патологическое усиление экспрессии гена | Секвенирование, анализ РНК, функциональные исследования |
| Вариация числа копий генов | Делеция или дупликация крупного участка ДНК, иногда содержащего несколько генов | Недостаточная или избыточная доза генов; возможны синдромы микроделеций и микродупликаций | MLPA, сравнительная геномная гибридизация, микроматричный анализ |
| Структурная хромосомная перестройка | Транслокация, инверсия, крупная делеция или дупликация хромосомного участка | Нарушение целостности гена или регуляторных связей между генами | Кариотипирование, FISH, хромосомный микроматричный анализ |
| Герминативная мутация | Изменение в половых клетках или клетках-предшественниках | Присутствует во всех клетках организма или передается потомству | Исследование крови, буккального эпителия, семейный генетический анализ |
| Соматическая мутация | Изменение в клетках тела после оплодотворения | Мозаицизм; возможна роль в онкогенезе, но обычно отсутствует в половых клетках | Анализ пораженной ткани, глубокое секвенирование, оценка аллельной доли |
Таким образом, ключевым признаком мутации является изменение последовательности или организации генетического материала, а не изменение размеров клетки или числа органелл. Не каждый выявленный вариант является патологическим: его классифицируют как доброкачественный, вероятно доброкачественный, вариант неопределенного значения, вероятно патогенный или патогенный. В судебно-генетической практике важно подтверждать обнаруженную мутацию независимым методом и отличать наследственный вариант от технического артефакта или популяционного полиморфизма.